КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ
течение срока службы 30 лет при
годовом пробеге около 400 тыс. км.
Вследствие
большой
загруженно-
сти поездов и большого числа цик-
лов колебаний (порядка 4-109) воз-
никли напряжения, эквивалентные
действующим при изломе, которые
оказались равными максимальным
рабочим напряжениям
(<з1с/
*
оатЫ).
Таким
образом,
при
испытаниях
на вибропрочность требуется под-
твердить с вероятностью 99%, что
максимальные значения напряже-
ний для нагрузки
Nv
=107
являются
допустимыми.
Анализ результатов измерений,
выполненных в эксплуатационных
условиях, показал, что полученные
максимальные
значения
оказа-
лись на 30% выше, чем рассчитан-
ные в соответствии со стандартом
EN
13104. Ранее проведенные из-
мерения (2004 г.) показали, что по-
лученные значения напряжений в
осях ICE 3 на 20% выше расчетных.
Таким образом, расчеты, выполнен-
ные на основании этого стандарта,
неизбежно должны были привести
к отказу, и прежде всего из-за не-
правильного назначения показате-
лей вибропрочности.
В период временного вывода из
эксплуатации парка поездов ICE TD,
насчитывавшего 19 ед., появилась
возможность замены
всех
без
ис-
ключения осей колесных пар. Но-
вые оси были несколько модифици-
рованы в отношении геометрии, а в
зоне подступичной части было на-
несено молибденовое покрытие. С
помощью таких мероприятий срок
службы осей колесных пар удалось
довести только до 10 лет.
Оси обоих поездов (ICE 3 и ICE
TD) были рассчитаны на «длитель-
ную прочность» в соответствии со
стандартами.
Результаты
расче-
та согласовывались с бюро ЕВА. В
обоих случаях при расчетах за ос-
нову принимались слишком низкие
значения нагрузок и неточные по-
казатели вибропрочности.
Выводы
Выводы, важные для практиче-
ского расчета основных компонен-
тов ходовой части, могут быть сде-
ланы только при учете фактических
эксплуатационных
нагрузок
и ре-
альных данных о вибропрочности.
Такие расчеты должны проводить-
ся в несколько этапов:
• расчет и
конструкторские раз-
работки на основе принятых реаль-
ных нагрузок и правильно выбран-
ных показателей прочности;
• оценка вибропрочности в ходе
испытаний;
• проверка величин нагрузок на
основе результатов исследований
геометрии пути;
• окончательная доработка
кон-
струкции, включающая указания по
техническому обслуживанию.
Целенаправленное эксперимен-
тальное подтверждение прочности
колес и осей колесных пар осуще-
ствлялось на стенде, который начал
работать в
1998 г. во Фраунхофе-
ровском институте. Этот стенд был
предназначен для оценки эксплуа-
тационной
прочности
и
надежно-
сти всей системы. Используя доста-
точно совершенную программу ис-
пытаний, моделирующую рабочие
нагрузки на колеса и оси при про-
беге от 15 тыс. до 50 тыс. км, мож-
но имитировать такие нагрузки для
суммарных
пробегов
от
Змлн до
15 млн км. При этом для проведе-
ния подобных испытаний потребу-
ется соответственно от одной до пя-
ти недель. На испытательном стен-
де
можно
моделировать
разные
комбинации
нагрузок:
движение
по прямолинейному участку с по-
вышенной скоростью (до 350км/ч),
движение в кривой и по стрелочным
переводам.
С помощью программ нагруже-
ния можно учитывать такие важ-
нейшие параметры механизма раз-
рушения
конструкционных
ма-
териалов,
как
высокие
пиковые
нагрузки
при
прохождении
стре-
лочных переводов с возможными
пластическими деформациями эле-
ментов
контакта
или
перераспре-
делением собственных внутренних
напряжений,
переменные
изгиб-
ные нагрузки при движении в кри-
вых или в момент перехода из пря-
мой в кривую.
Влияние
процесса
повторной
запрессовки
колес
с
возможны-
ми
изменениями условий прессо-
вой посадки в подступичной части,
а
также
качества
обработки
по-
верхности подступичной части при
необходимости также может быть
учтено в расчетах.
При
испытаниях
современно-
го подвижного состава желательно
непосредственно контролировать с
помощью соответствующих датчи-
ков работу компонентов ходовой
части, особенно колес и осей колес-
ных пар.
Специалистам
известно,
что
стандарты должны пересматривать-
ся в ходе технического и научного
прогресса. В частности, они счита-
ют, что железнодорожные нормы
довольно консервативны и поэто-
му редко соответствуют современ-
ному уровню техники.
В связи с этим получаемые ре-
зультаты
необходимо
перепрове-
рять, используя иные методы рас-
четов, как это принято в других об-
ластях современной транспортной
техники, в частности в авиастрое-
нии.
Сюда
относятся,
например,
экспериментальные методики для
проверки эксплуатационной проч-
ности на базе испытательных стен-
дов, на которых оценивают реаль-
ный срок службы элементов колес-
ных пар.
По материалам Фраунхоферов-
ского института в Дармштадте
(lbf.fraunhofer.de).
Федеральной службы
исследований и испытаний материалов
ВАМ
(www. bam.de),
Eisenbahntechnische
Rundschau
, 2011, № 1/2, S. 18-25.
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 10
предыдущая страница 47 Железные дороги мира 2011 10 читать онлайн следующая страница 49 Железные дороги мира 2011 10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст